基于设计计算的齿轮三维设计系统的研究

副标题#e#     引言
   
    CAD/CAM技术的飞速发展，缩短了企业的产品开发周期，提高了生产效率。但一般的CAD/CAM系统都是通用的辅助设计平台，专业针对性差。设计计算是产品开发的关键和依据，机械零部件设计计算中使用CAD技术，可以继承经典的零部件设计理论，改变繁琐的手工检索和计算，并引人优化、可靠性等现代设计方法。因此企业在使用CAD软件开发产品时，如对符合本企业标准规范的通用零部件如齿轮进行二次开发，建立专门的设计模块，不仅能简化设计流程，还可以快速应用于装配设计、运动仿真中，加快产品的更新换代。
   
    齿轮传动是最重要的机械传动方式之一，型式多样、应用广泛。齿轮设计在机械设计中占据着相当重要的地位，但它的设计步骤和涉及参数多，需查询的图表总数有二十多个，以前繁琐的手工检索计算已经不能满足企业产品的快速设计要求，限制了生产率的提高。国内外一些常用的CAD软件，如美国EDS公司的UG和SolidEdge等都不能直接进行齿轮的设计。为此我们仔细分析齿轮的设计过程，提取其合理的设计流程，将其设计流程和三维建模很好地融合在一起，开发了基于设计计算的齿轮三维设计系统，该系统不仅能够很好地按照用户给定的一些初始条件进行齿轮的设计，得到其绘制参数，而且能够根据其绘制参数准确地生成三维模型，继而为后续的装配和仿真服务。
   
    1系统设计
   
    1.1 SolidWorks二次开发原理简介
   
    任何支持 OLE(对象链接与嵌人)和COM(组件对象模型)的编程语言例如VisualBasic,Visual C++都可以作为SolidWorks的开发工具。SolidWorks为用户提供了强大的二次开发接口(API)，其中包含有数以百计的功能函数，这些函数提供了程序员直接访问SolidWorks功能的能力。SolidWorks二次开发分为两种:一种是基于自动化技术的，可以开发EXE形式的程序，即外挂式的;另一种是基于COM的，可以生成*.dll格式的文件，即内寄生式的。采用VC++作为开发工具进行开发的步骤是:首先，从SolidWorks公司的网站上下载向导文件Swizard.awx，将其复制到bficrosoft Visual Studio  Common  MSDev98  Template目录下;然后在Visual C++中用该向导创建D几工程，加入相关代码，编译生成*.dll文件。用户只需要通过命令"Add-Ins (*.d11)"，加载自己的DLL，就可以将必要的用户程序输出。
   
    1.2系统的总体设计
   
    本系统可分为:功能嵌人，设计计算，数据存储和三维建模4个模块。功能嵌人模块主要是把应用程序内嵌到SolidWorks中，通过菜单响应，输出应用程序。设计计算模块实现齿轮的强度设计和判断选型过程，数据存储模块对齿轮的校核参数和尺寸参数进行相应的操作管理，建模模块调出尺寸参数并建立相应的三维模型。4个模块的关系如图1所示。
   

    本系统的流程为:通过内嵌方式在SolidWorks中加载齿轮三维设计系统，当用户点击二次开发的菜单项或者工具条上的命令图标时，进人设计系统的设计算模块，齿轮在设计计算时由程序自动根据用户输入的初始条件载人相应的数据，数据存储模块协助完成齿轮的判断选型以及强度校核过程，同时提供建模尺寸参数，建模模块接收到参数信息后，自动绘制齿轮的三维模型，以用于装配设计、运动仿真等产品开发的其他用途。系统体系结构如图2所示。